Kazánok energetikai kérdései

Átírás

1 Kazánok energetikai kérdései Baumann Mihály óraadó PTE PMMK Épületgépészeti Tsz. Épületenergetika konferencia 1

2 2002/91/EK direktíva Szabályozás kidolgozása új épületek tervezéséhez (felújításokra is kiterjedő számítási módszer és követelményrendszer) Megújuló energia felhasználás, kapcsolt energiatermelés favorizálása Épületek energetikai minőségtanúsítása (új épületek használatbavétele, meglévők tulajdonos/bérlő változása esetén) Tanúsítói jogosítványok feltételeinek szabályozása Minőségtanúsítás közzététele középületekben Kazánok rendszeres energetikai felülvizsgálata (20 kw felett, 2-4 éves gyakorisággal) Klímaberendezések rendszeres energetikai felülvizsgálata (12 kw felett, 2-4 éves gyakorisággal) 15 évnél régebbi hőtermelővel üzemelő fűtési rendszerek egyszeri felülvizsgálata Épületenergetika konferencia 2

3 Kazánok csoportosítása Hagyományos kazánok Alacsonyhőmérsékletű kazánok Kondenzációs kazánok Épületenergetika konferencia 3

4 Kazán hatásfok Tüzeléstechnikai hatásfok Kazánhatásfok Kazán éves hatásfok Készenléti veszteség Épületenergetika konferencia 4

5 Érezhető égéstermékveszteség P ch, on, s ( ) A = Θ fl Θair + B 21 O2, fl, dry Θ fl égéstermék hőmérséklete [ C] O 2,fl,dry száraz égéstermék oxigén tartalma [%] Θ air égési levegő hőmérséklete az égőnél [ C] A és B konstansok: Tüzelőolaj Földgáz PB A 0,68 0,66 0,63 B 0,007 0,009 0,008 Épületenergetika konferencia 5

6 Tüzeléstechnikai hatásfok η cn = P 1 ch, on, s 100 [%] Épületenergetika konferencia 6

7 Tüzeléstechnikai hatásfok a kazánvízhőmérséklet függvényében Épületenergetika konferencia 7

8 Sugárzási veszteség Φ gn, env = Ai αi i Θ P gn, env i ( Θ ) [ W ] Φ gn,env burkolaton keresztüli hőveszteség [W] A i i-ik felületelemének mérete [m 2 ] α i i-ik felületelem hőátadási tényezője [W/m 2 K] θ i i-ik felületelem felületi hőmérséklete [ C] θ int kazánház belső hőmérséklete [ C] P gn,env burkolaton keresztüli fajlagos hőveszteség [-] kazán névleges hőterhelése [W] Φ cn = Φ gn, env Φ cn [ ] int Épületenergetika konferencia 8

9 Kazánhatásfok névleges terhelésen η = η P 100 cn gn, env [ ] η 100 a kazán hatásfoka teljes terhelésen [-] η cn a kazán tüzeléstechnikai hatásfoka [-] P gn,env a burkolaton keresztüli fajlagos hőveszteség [-] Épületenergetika konferencia 9

10 Égéstermék veszteség égő kikapcsolt állapotában Leírás Olaj- vagy gázüzemű blokkégővel felszerelt túlnyomásos tűzterű kazán, levegő bevezetésben automatikus zárású csappantyúval Gázüzemű turbó falikazán, fali égéstermék kivezetéssel P ch,off [%] 0,2 0,4 Olaj- vagy gázüzemű blokkégővel felszerelt túlnyomásos tűzterű kazán, levegő bevezetésben nincs automatikus zárású csappantyú Kémény magasság <10m Kémény magasság >10m 1,0 1,2 Atmoszférikus égőjű gázkazán Kémény magasság <10m Kémény magasság >10m 1,2 1,6 Épületenergetika konferencia 10

11 Összes készenléti veszteség P 0, = P gn, env + Pch off [ ] P 0 az összes készenléti veszteség [-] P ch,off az égéstermék rendszeren keresztüli veszteség [-] P gn,env a burkolaton keresztüli fajlagos hőveszteség [-] Mérési módszerek: Kazán készenléti állapotban való üzemeltetése (Stand-By üzem) Segédfűtés módszere Épületenergetika konferencia 11

12 Készenléti veszteség a kazánvízhőmérséklet függvényében Épületenergetika konferencia 12

13 Kazánterhelés és túlméretezés ϕ = ( th tk ) ( t t ) h km [ ] L = Φ Φ n Avg [ ] ϕ kor ϕ = L [ ] t h t k t km a helyiséghőmérséklet [ C] a pillanatnyi külső hőmérséklet [ C] a méretezési külső hőmérséklet [ C] φ a kazánterhelés [-] Φ n a kazán névleges teljesítménye [W] Φ Avg az épület méretezési hővesztesége [W] φ kor a korrigált kazánterhelés [-] Épületenergetika konferencia 13

14 Kazánhatásfok részterhelésen η g, x = 1 ϕ kor η100 1 P t + 1 [%] η g,x a kazán hatásfoka φ kor részterhelésen [-] η 100 a kazán hatásfoka teljes terhelésen [-] φ kor a korrigált kazánterhelés [-] P t a kazán fajlagos készenléti vesztesége a φ kazánterheléshez tartozó t köz kazánvíz hőmérsékleten [-] Épületenergetika konferencia 14

15 Fűtővíz szabályozása t t e v = = ( ) 1+ M t t ϕ + ( t t ) viz, m h 1 ϕ 2 ϕ 2 ( ) 1+ M tviz m th ϕ ( tem tvm ) + th, 1 em t h a helyiséghőmérséklet [ C] t k a pillanatnyi külső hőmérséklet [ C] t km a méretezési külső hőmérséklet [ C] φ a kazánterhelés [-] t em a fűtővíz előremenő hőm. méretezési állapotban [ C] t vm a fűtővíz visszatérő hőm. méretezési állapotban [ C] t viz,m a átlagos hőmérséklete méretezési állapotban [ C] t e a fűtővíz előremenő hőmérséklete [ C] t v a fűtővíz visszatérő hőmérséklete [ C] M a radiátor hőmérséklet kitevője [-] vm + t h Épületenergetika konferencia 15

16 Különböző kazántípusok kazánhatásfoka Kazánhatásfok Alacsonyhőmérsékletű kazán időjárásfüggő szab. Alacsonyhőmérsékletű kazán állandó vízhőm. Szabványos kazán állandó vízhőm Terhelés Épületenergetika konferencia 16

17 Szabványos kazán túlméretezése x 2x 3x Épületenergetika konferencia 17

18 Alacsonyhőmérsékletű kazán túlméretezése x 2x 3x Épületenergetika konferencia 18

19 Höfokgyakoriság és kazánterhelés Épületenergetika konferencia 19

20 Kazán éves hatásfoka 0,128 0,303 0,388 0,476 0,626 η NN = η i= 1 g, i [ ] Épületenergetika konferencia 20

21 Esettanulmányok 1. eset 2. eset 3. eset 4. eset 5. eset Kazánhatásfok 62,6 % terhelésnél Kazánhatásfok 47,6 % terhelésnél Kazánhatásfok 38,8 % terhelésnél Kazánhatásfok 30,3 % terhelésnél Kazánhatásfok 12,8 % terhelésnél Kazán éves hatásfoka eset: Szabványos kazán, állandó (80/60 C) kazánvíz hőmérsékletű üzem 2. eset: Alacsonyhőmérsékletű kazán, időjárásfüggő szabályozással 3. eset: Alacsonyhőmérsékletű kazán, állandó (80/60 C) kazánvíz hőmérsékletű üzem 4. eset: Alacsonyhőmérsékletű kazán 2x túlméretezéssel, időjárásfüggő szab. 5. eset: Szabványos kazán 2x túlméretezéssel, állandó (80/60 C) kazánvíz hőm. üzem Épületenergetika konferencia 21

22 Köszönöm megtisztelő figyelmüket! Épületenergetika konferencia 22